Academic literature on the topic 'Interactions hôte-agent pathogène'

Le Master 2 « Infectiologie, Immunologie, Vaccinologie et Biomédicaments (I2VB) », dispensé à la faculté de Pharmacie de l’université de Tours, propose de donner les bases conceptuelles et pratiques des différents aspects de l’infectiologie et de l’immunologie dans un contexte d’innovation thérapeutique. Il s’appuie sur une coopération exemplaire entre les équipes de recherche en infectiologie et en immunologie de l’université de Tours, et celles, entre autres, de l’unité « Infectiologie et Santé Publique » (ISP) et de l’unité « Physiologie de la Reproduction et des Comportements » (PRC) du Centre INRAE de Tours-Nouzilly, concrétisée par une profonde interaction entre chercheurs et enseignants-chercheurs. Cette formation aborde aussi bien les aspects fondamentaux et appliqués de l’infectiologie et de l’immunologie, allant de l’étude moléculaire des interactions entre le pathogène et son hôte, jusqu’à la conception et la mise sur le marché des produits de la vaccinologie, des biothérapies anti-infectieuses et des anticorps thérapeutiques. Le Master 2 I2VB a pour objectif de former : – de jeunes scientifiques aux enjeux actuels de l’infectiologie et des biomédicaments tels que les anticorps. – des experts pour gérer les risques d’émergences, et capables de comprendre les interactions complexes entre un agent infectieux et son hôte humain ou animal, capables de proposer des mesures préventives ou des thérapies innovantes.

Segments of seedlings of susceptible and resistant lines of Triticineae were infected in vitro by a virulent strain of Cercosporella herpotrichoides Fron. Samples were taken 4 days after inoculation and examined using scanning electron microscopy. In susceptible lines, a strong adhesion and an important development of the mycelium occurred in contact with the coleoptile. Simultaneously, a massive sporulation was observed. Conversely, in resistant lines, the hyphal stroma remained loose and poorly developed and failed to sporulate. A cytochemical and ultrastructural study of the walls of host cells showed changes in texture and an important deposition of strongly reactive compounds. These components could not be extracted by the usual solvents of matrix constituents of both cellulosic and lignified cell walls. An enhanced synthesis of such substances could prevent the action of the parasite glycolytic enzymes and therefore stop the fungal invasion. The wall, or at least some of its components, seems to be implicated both in the recognition of the pathogen by the host and in the triggering of a response leading to sequestration of the latter and arrest in its development.

Au cours de processus infectieux, les interactions entre pathogenes intracellulaires et macrophages peuvent declencher des reactions cellulaires apparentees a la reponse au choc thermique. Ces reactions impliquant des proteines specifiques appelees proteines de stress (hsp) ont ete etudiees en utilisant comme modele la lignee leucemique humaine u937 et la bacterie brucella. Nous avons montre qu'un choc thermique sub-lethal permet d'induire la differenciation des cellules myelomonocytaires. Les resultats obtenus suggerent une adaptation fonctionnelle au stress des cellules monocytaires permettant d'accelerer leur maturation en macrophages lors d'etats febriles. Les hsp majeure dnak (hsp70) et dnaj (hsp40), groe1 (hsp60) et groes (hsp10) de brucella ovis ont ete clonees. L'operon dnak-j a ete sequence; il est exprime dans e. Coli et permet de complementer un mutant deficient en dnak. La dnak de brucella ovis est d'autre part apparue comme un antigene majeur au cours de l'infection. La caracterisation moleculaire d'un fragment de hsp60 a permis de preciser la taxonomie du genre brucella. La conservation structurale des hsp70 au cours de l'evolution a permis d'analyser l'origine phylogenetique de brucella ovis

Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à l’étude de l’influence de l’interaction hôte-parasite sur la synthèse protéique de l’Homme et de Plasmodium falciparum (parasite responsable du paludisme), respectivement. J’ai développé deux aspects : (i) l’étude de l’étape d’aminoacylation des ARN de transfert (ARNt) en comparant les systèmes de l’Homme et du parasite et (ii) l’élucidation d’un mécanisme d’inhibition de la synthèse protéique chez l’Homme par une protéine de surface secrétée par le parasite lors de l’infection des hépatocytes. Chez Plasmodium falciparum, la Tyrosyl-ARNt synthétase (TyrRS) cytosolique est “classique “ du point de vue organisation structurale. Elle est constituée de deux modules fonctionnels, un domaine catalytique et un domaine de liaison à l’ARNt. Les caractéristiques cinétiques d’aminoacylation (KM, Kcat et plateau) de l’enzyme ont été déterminées. J’ai montré que la TyrRs du parasite aminoacyle avec la même efficacité les transcrits d’ARNtTyr de Plasmodium et de l’Homme. En revanche, seulement une fraction d’ARNt modifiés humains sont chargeables par l’enzyme du parasite, indiquant que les réactions d’aminoacylation “croisées “ entre les systèmes du parasite et de l’Homme sont possibles, mais que leur efficacité varie d’un système à l’autre. Contrairement à la TyrRS cytosolique, la TyrRS apicoplastique du parasite est caractérisée par la présence de deux insertions. Ces insertions sont caractéristiques des protéines du parasite et sont appelées LCR (Low Complexity Region). La présence de ces LCR dans la TyrRS apicoplastique, mais aussi dans la majorité des autres protéines de Plasmodium est une contrainte pour leur expression dans un organisme hétérologue. Cette difficulté est une limite considérable dans l’étude de Plasmodium. Au cours de mon travail de thèse, j’ai participé à l’élaboration d’une théorie quant à la fonction de ces LCR et à leur importance pour la production des protéines solubles. Ces LCR seraient impliquées dans le processus de repliement co-traductionnel des protéines du parasite. Enfin, la plus grande partie de mon travail a consisté à étudier une l’effet de l’interaction hôte-pathogène sur la synthèse protéine dans les cellules du foie humain au cours de la phase hépatique de l’infection. Les sporozoïtes qui infectent le foie présentent à leur surface une protéine membranaire appelée la protéine circumsporozoïte (CSP). Des résultats antérieurs datant de 1997 montrent que la CSP est sécrété, elle se localise au niveau du réticulum endoplasmique et inhibe la traduction dans la cellule hôte. J’ai démontré in vitro, en utilisant des réticulocytes de lapin, que la CSP inhibe la traduction très efficacement, que cette inhibition prend place au niveau de la formation du complexe d’initiation 48 S et que c’est le résultat de l’interaction directe de la CSP sur la petite sous-unité ribosomale 40 S humaine. L’ensemble de ce travail montre pour la première fois que, comme les virus, les parasites peuvent agir directement sur la synthèse protéique de leur hôte. En replaçant mon étude dans le cadre du travail de l’équipe, je discute du rôle éventuel de cette inhibition sur le développement du parasite
During my PhD, I was concerned by the study of the host-parasite interaction and its consequences on protein synthesis in human and Plasmodium falciparum (parasite responsible of the malaria) respectively. I have developed two major aspects : (i) The study of the aminoacylation reaction of transfer RNA and thus by comparison of human and parasite systems and (ii) the understanding of the mechanism of inhibition of protein synthesis in human by the Circumsporozoite protein of the parasite, a transmembrane protein which is secreted during the parasite infection of host hepatocytes. The plasmodial cytosolic tyrosyl-tRNA synthetase is a classical synthetase concerning its structural organization. It possesses two functional domains, catalytic domain and tRNA binding one. The kinetic characteristics of the aminocylation reaction (Km, Kcat and plateau) were determined. I have clearly shown that plasmodial TyrRS animoacylates both transcripts of plasmodial and human tRNATyr with the same efficiency. On the other hand, only a small fraction of modified human tRNATyr was aminoacylated by the parasite enzyme. These results indicate that crossaminoacylation reactions between the parasite and human are possible, but their efficiency varies from one system to another. Concerning the apicoplastic TyrRS, this enzyme, at the opposite of the cytosolic one, it presents two insertions. These insertions are characteristic of some parasite proteins and are called LCR (Low Complexity Region). The presence of such sequences in the apicoplastic TyrRS but also in other parasite proteins makes their expression in heterologous systems a difficult obstacle in the study of the parasite. During my PhD work, I did participate to the collaboration of a new hypothese concerning the function and the role of these insertions in the production of soluble proteins. These LCRs play a key role in the co-translational folding of the parasite proteins. Finally, the big part of my work concerns the study of consequence of the host-parasite interactions on protein synthesis in human liver cells during the hepatic stage of the infection. During this stage, the parasite is covered by a transmembrane protein called the Circumsporozoite protein (CSP). Previous study in 1997 showed that CSP is secreted by the parasite, and co-localizes with endoplasmique reticulum where it does probably inhibit host translation. I have demonstrated by using rabbit reticulocytes lysate, that CSP inhibits efficiently translation and that by inhibiting the formation of pre-initiation complex 48 S. This inhibition involves a direct interaction between the CSP and the small ribosomal particle 40 S. This work shows for the first time that parasites, like some virus, could affect directly host protein synthesis. My work is part of large project concerning the study of hepatic stage of the infection; in this manuscript I will discuss the role and the consequences of such translation inhibition on the parasite life cycle

Le microbiote intestinal interagit de manière permanente avec l’hôte. Il peut dialoguer directement avec les cellules intestinales avoisinantes mais également avec des organes distants, comme le cerveau. Le microbiote régule ainsi de nombreux processus biologiques et est impliqué dans la physiopathologie de nombreuses maladies.Nous avons dans un premier temps étudié si les bactéries commensales du microbiote intestinal pouvaient moduler une modification post-traductionnelles jouant un rôle essentiel dans la physiologie intestinale : la SUMOylation. Il a été montré que certaines bactéries commensales du microbiote peuvent favoriser la SUMOylation, via la production d'acides gras à chaîne courte ou ramifiée (SCFA/BCFA). Dans notre étude, nous avons mis en évidence que la bactérie commensale Staphylococcus warneri sécrète une protéine, la Warnericin RK, qui cible des composants clés de la machinerie de SUMOylation, conduisant à une diminution de la SUMOylation dans les cellules intestinales. Cette diminution favorise l’inflammation et, plus particulièrement, les réponses inflammatoires intestinales dépendantes du TNF. L'ensemble de ces résultats illustre la diversité des mécanismes utilisés par les bactéries non pathogènes du microbiote intestinal pour manipuler la SUMOylation de l'hôte. Ils soulignent également que les changements dans la composition du microbiote intestinal peuvent avoir un impact sur l'inflammation intestinale, en modifiant l'équilibre entre les effecteurs bactériens qui favorisent ou atténuent la SUMOylation.Dans un second temps, nous avons étudié le rôle du microbiote intestinal dans la physiopathologie de l’hyperphagie boulimique. Le microbiote intervient dans la régulation de l’axe intestin-cerveau, et notamment dans la régulation des comportements alimentaires. Il a donc été proposé que le microbiote pourrait être un des facteurs impliqués dans cette maladie complexe qu’est l’hyperphagie boulimique. Pour démontrer le rôle causal du microbiote dans l’hyperphagie, nous avons réalisé des transplantations de microbiote fécal issu de patients atteints de cette maladie dans des souris receveuses. Le modèle expérimental utilisé ne nous a pas permis de démontrer que le microbiote jouait un rôle dans les altérations de comportement alimentaire ou l’apparition des troubles gastrointestinaux et anxio-dépressifs associés à cette maladie
The gut microbiota constantly interacts with the host. It communicates directly with neighboring intestinal cells as well as with distant organs, including the brain. As a result, the microbiota regulates numerous biological processes and is involved in the pathophysiology of many diseases.We first investigated whether commensal bacteria from the gut microbiota modulate an essential post-translational modification in intestinal physiology, i.e. SUMOylation. It has been demonstrated that gut commensal bacteria can promote SUMOylation through the production of short- and branched-chain fatty acids (SCFA/BCFA). In the present study, we demonstrated that the commensal bacterium Staphylococcus warneri secretes a protein, named Warnericin RK, which targets key components of the SUMOylation machinery, leading to a decrease in intestinal cell’s SUMOylation. This decrease in SUMOylation promotes gut inflammation, and more particularly TNF-dependent inflammatory responses. Collectively, these findings highlight the versatility of mechanisms used by non-pathogenic bacteria in the gut microbiota to regulate host SUMOylation. Additionally, they show that changes in the composition of the gut microbiota may have an impact on gut inflammation by modulating the equilibrium between bacterial effectors enhancing or suppressing SUMOylation.Secondly, we investigated the role of the gut microbiota in the pathophysiology of Binge-Eating Disorder. Indeed, the microbiota is involved in the regulation of eating behaviors through communication along the gut-brain axis. Consequently, it has been hypothesized that the microbiota may be a contributing factor to binge-eating disorder. To investigate the potential causal role of the gut microbiota in this disease, we have transplanted fecal microbiota from patients to recipient mice. Our experimental model did not allow us to demonstrate a role for the microbiota in changes in eating behavior, or in the gastrointestinal and anxiety-depressive disorders associated with binge-eating disorder

Nous avons adapté avec succès un protocole de transformation médiée par PEG pour D. coniospora. En collaboration avec le ccdB et la méthode de construction de plasmide à base de Gibson, nous avons établi un système pour manipuler génétiquement ce champignon qui sert comme un outil important pour l'hôte-pathogène étude d'interaction. Nous avons identifié le mode de vie pathogène spécifique de D. coniospora sur la base de sa séquence génomique. analyse génomique comparative a révélé une liste des effecteurs fongiques potentiels qui se livrent à l'immunité de l'hôte, par exemple SAPA (G3895). Nous avons également construit une souche rapporteuse pour SAPA et identifié sa cible hôte SPP-5, un peptide antimicrobien. Notre étude se concentrant particulièrement sur l'agent pathogène fournit un aperçu de l'interaction hôte-pathogène entre C. elegans et D. coniospora.En dépit de la génération réussie de 5 D. coniospora souches transgéniques. Néanmoins, les problèmes qui subsistent, tels que le transfert multiple lors de protoplastes préparation et la croissance lente de D. coniospora après transformation doivent encore être résolus. L'une des solutions est de remplacer le moyen général avec un milieu qui ressemble à l'environnement hôte
We have successfully adapted a PEG-mediated transformation protocol for D. coniospora. Together with the ccdB and Gibson based plasmid construction method, we established a system to genetically manipulate this fungus which serves as an important tool for host-pathogen interaction study. We identified the specific pathogenic lifestyle of D. coniospora based on its genomic sequence. Comparative genomic analysis revealed a list of potential fungal effectors which engage with the host immunity, for instance SapA (G3895). We further constructed a reporter strain for SapA and identified its host target SPP-5, an antimicrobial peptide. Our study focusing particularly on the pathogen provides an insight for the host-pathogen interaction between C. elegans and D. coniospora. Despite the successful generation of 5 D. coniospora transgenic strains. Nevertheless, the remaining problems such as multiple transferring during protoplasts preparation and slow growth of D. coniospora after transformation still need to be resolved. One of the solutions is to substitute the general medium with a medium resembling the host environment.We show that D. coniospora SapA protein interacts with worm immune effector, SPP-5 in vitro indicating its potential role to suppress the host immunity. Due to the fact that SapA is also highly expressed at the late stage of infection, we cannot rule out the other possible functions of this protein. We could employ Mass spectrometry technique to identify other host proteins which interact with SapA in vivo

Etude de la réplication intracellulaire et de la persistance de Coxiella burnetii, agent pathogène de la fièvre QCoxiella burnetii est la bactérie responsable de la fièvre Q, une maladie considérée comme l’une des zoonoses réémergentes les plus préoccupantes en Europe. C. burnetii infecte les humains par inhalation d’aérosols contaminés, causant des épidémies avec de lourdes conséquences économiques et sanitaires. A la suite de l’invasion, C. burnetii détourne les fonctions de la cellule hôte pour inhiber la réponse immunitaire innée et générer une niche réplicative appelée CCV (Coxiella-containing vacuole) d’une composition protéique et lipidique unique. Mon projet de thèse se focalise sur l’étude des interactions hôte/pathogène permettant la persistance et la réplication intracellulaire de C. burnetii.Tout d’abord, nous avons démontré comment la protéine effectrice bactérienne NopA inhibe la réponse immunitaire innée des cellules infectées. Les résultats obtenus au cours de ma thèse ont montré que NopA interagit avec Ran et déséquilibre son gradient nucléocytoplasmique, perturbant ainsi l’importation nucléaire de protéines eucaryotes et l’expression de cytokines pro-inflammatoires. En parallèle, le rôle du métabolisme des lipides dans la biogenèse de la CCV a été étudié. En utilisant un large éventail de sondes liant les lipides et de la microscopie confocale, la signature lipidique des CCVs a été mise en évidence, révélant que le PI(4)P et le LBPA sont activement recrutés à la CCV par C. burnetii au cours de l’infection. La coprécipitation des protéines de C. burnetii avec des lipides eucaryotes a ensuite conduit à l’identification de candidats effecteurs liant les lipides. Parmi ceux-ci, CBU0635 pourrait être une phosphatase des lipides qui détourne la voie sécrétoire vers la CCV tandis que CBU2007 manipule le métabolisme de l’acide lysobisphosphatidique pour recruter la machinerie ESCRT et bloquer la biogenèse des corps vésiculaires. Ces résultats permettent donc une meilleure compréhension des stratégies de réplication et de persistance de C. burnetii et pourraient à terme être utilisés dans le développement de nouveaux antimicrobiens et dans l’utilisation à des fins thérapeutiques de protéines de C. burnetii
Intracellular replication and persistence strategies of the Q fever pathogenCoxiella burnetiiCoxiella burnetii is the causative agent of human Q Fever, considered as one of the most relevant re- emerging zoonosis in Europe. C. burnetii infects humans through the inhalation of contaminated aerosols, causing epidemics with serious economic and health consequences. Following internalisation, C. burnetii subverts host cell functions to inhibit the innate immune response and generate a replicative niche called CCV (Coxiella-containing vacuole) characterised by a unique protein and lipid composition. My thesis project focuses on the study of the host/pathogen interactions underlying the persistence and intracellular replication of C. burnetii.First, the function of the effector protein NopA was discovered showing how this protein inhibits the innate immune response in infected cells. The results obtained during my PhD have shown that NopA interacts with Ran and triggers an imbalance in its nucleocytoplasmic gradient, thereby perturbing the nuclear import of eukaryotic proteins and the expression of pro-inflammatory cytokines. In parallel, the role of lipid metabolism in the establishment of the CCV was investigated. By using a wide array of lipid probes and confocal microscopy, the lipid signature of CCVs was determined and revealed that PI(4)P and LBPA are actively subverted by C. burnetii during infection. Lipid pulldown assays then led to the identification of C. burnetii candidate effector proteins interacting with host cell lipids. One of them, CBU0635, is a putative phosphoinositide phosphatase that diverts the secretory pathway to the forming Coxiella- containing vacuole while CBU2007 manipulates lysobisphosphatidic acid metabolism to recruit the ESCRT machinery and block the biogenesis of multivesicular bodies. These results help to better understand intracellular replication and persistence strategies of C. burnetii and could allow the development of new antimicrobials and the therapeutic repurposing of C. burnetii proteins

Le feu bactérien des Maloideae est provoqué par Erwinia amylovora, gamma-protéobactérie dont le pouvoir pathogène repose un système de sécrétion de type trois (T3SS). Des travaux antérieurs ont révélés que des mutants hrp de régulation de ce système (hrpL, hrpS), avirulents, sont capables de protéger la plante d'une infection par la souche sauvage. Nous avons d'abord voulu savoir si la protection est due à une induction de défenses chez la plante. L'étude de l'expression de gènes de défense dépendants des voies de l'acide salicylique, de l'acide jasmonique, de l'éthylène et des phénylpropanoïdes montre qu'aucune de ces voies n'est particulièrement induite par les mutants de régulation. Puis après avoir écarté l'hypothèse d'un effet direct des mutants sur la souche sauvage, nous avons recherché des différences au niveau protéique et surtout transcriptomique entre ces bactéries par des démarches avec et sans a priori (gènes-cibles vs cDNAAFLP). Les résultats montrent que HrpS et HrpL sont capables de réguler différentiellement d'autres gènes que les gènes hrp : HrpL régule négativement les gènes flagellaires, le chimiotactisme et un gène du GSP, et positivement un gène du T1SS et une OMP ; HrpS régule négativement le quorum sensing et positivement un gène potentiellement impliqué dans la synthèse de l'éthylène. Nous avons particulièrement approfondi le système flagellaire d'E. amylovora. Une analyse bioinformatique a révélé que cette bactérie possède deux systèmes flagellaires, secrétant deux flagellines distinctes (32 vs 50 KDa). La flagelline de 32 KDa, réprimée par HrpL, ne joue pas de rôle majeur dans la protection et ne possède pas l'épitope flg22 impliqué dans l'immunité des plantes. Si notre travail n'élucide pas complètement l'origine de la protection conférée par les mutants de régulation, il apporte des informations nouvelles sur E. amylovora et sur la régulation de certains de ses gènes au cours de l'interaction avec son hôte.

Le feu bactérien des Maloideae est provoqué par Erwinia amylovora, gamma-protéobactérie dont le pouvoir pathogène repose un système de sécrétion de type trois (T3SS). Des travaux antérieurs ont révélés que des mutants hrp de régulation de ce système (hrpL, hrpS), avirulents, sont capables de protéger la plante d'une infection par la souche sauvage. Nous avons d'abord voulu savoir si la protection est due à une induction de défenses chez la plante. L'étude de l'expression de gènes de défense dépendants des voies de l'acide salicylique, de l'acide jasmonique, de l'éthylène et des phénylpropanoïdes montre qu'aucune de ces voies n'est particulièrement induite par les mutants de régulation. Puis après avoir écarté l'hypothèse d'un effet direct des mutants sur la souche sauvage, nous avons recherché des différences au niveau protéique et surtout transcriptomique entre ces bactéries par des démarches avec et sans a priori (gènes-cibles vs cDNAAFLP). Les résultats montrent que HrpS et HrpL sont capables de réguler différentiellement d'autres gènes que les gènes hrp : HrpL régule négativement les gènes flagellaires, le chimiotactisme et un gène du GSP, et positivement un gène du T1SS et une OMP ; HrpS régule négativement le quorum sensing et positivement un gène potentiellement impliqué dans la synthèse de l'éthylène. Nous avons particulièrement approfondi le système flagellaire d'E. Amylovora. Une analyse bioinformatique a révélé que cette bactérie possède deux systèmes flagellaires, secrétant deux flagellines distinctes (32 vs 50 KDa). La flagelline de 32 KDa, réprimée par HrpL, ne joue pas de rôle majeur dans la protection et ne possède pas l'épitope flg22 impliqué dans l'immunité des plantes. Si notre travail n'élucide pas complètement l'origine de la protection conférée par les mutants de régulation, il apporte des informations nouvelles sur E. Amylovora et sur la régulation de certains de ses gènes au cours de l'interaction avec son hôte
Erwinia amylovora is the causal agent of fire blight, a disease that affects Maloideae. This gammaproteobacteria requires a type three secretion system (T3SS) for its pathogenicity. Previous work has shown that avirulent hrp mutant strains of E. Amylovora affected in regulatory functions (hrpL and hrpS) protect apple seedlings from developping fire blight symptoms. We investigated molecular mechanisms leading to this protection. In a first part of our work, we studied molecular responses of the protected plant, according to major defense pathways (salicylic acid, jasmonic acid, ethylene) and in the phenylpropanoid pathway. Results show that none of these pathways is particularly induced by Ea hrpL or Ea hrpS mutants. Then, the hypothesis of a direct effect of mutants on the wild type strain has been denied. We tried to trace differential transcripts and proteins between these bacteria through targeted and global approaches (targeted genes vs cDNA-AFLP). Results show that HrpL and HrpS are able to differentially regulate other genes that hrp genes : HrpL negatively regulates flagellar system, chemotaxis and genes related to GSP, and positively regulates one gene of T1SS and one OMP ; HrpS negatively regulates quorum sensing and positively regulates one gene implicated in the synthesis of ethylene. We were particularly interested in flagellar system of E. Amylovora. An in silico analysis of flagellar genes led to the discovery that E. Amylovora possesses two flagellar systems with distincts flagellins (32 vs 50KDa). The 32KDa flagellin, overexpressed in hrpL mutant, does not display the flg22 peptide classically implicated in elicitation and is not necessary for protection. On the whole, our work does not entirely explain the origin of the plant protection, induced by regulatory hrp mutants, nevertheless it provides new key information on E. Amylovora and on the regulation of several genes during the interaction with the host plant

La maladie des raies noires provoquée par le Mycosphaerella fijiensis Morelet, constitue la principale maladie qui affecte le bananier. Son expansion un peu partout dans le monde, est responsable de plus de 50% des pertes de production de bananes. Face a l’impact de cette maladie et de façon a pouvoir la contrôler, il est aujourd’hui nécessaire de mieux connaître a l’échelle tissulaire et cellulaire les interactions hôte - pathogène. Pour parvenir a cette fin nous avons, a l’aide de techniques d’histocytochimie et d’imagerie cellulaire, réalise une étude comparative détaillée de trois variétés de bananier (Sensible : Grande Naine, Partiellement résistant : Pisang madu et Résistant : Calcutta 4). Malgré les difficultés de visualisation, nous avons pu montrer que le mycélium est intercellulaire et que la colonisation des tissus foliaires s’accompagne d’une diminution importante de son diamètre. Nous avons pour la première fois mis en évidence l’implication de la production d’espèces réactives d’oxygène (ROS), et de l’activité des peroxydases dans les mécanismes de défense de la variété résistant (Calcutta 4), entraînant une réaction d’hypersensibilité (HR). Dans la variété partiellement résistante (PR) nous n’avons pas identifie de réponse de type HR mais des modifications de la paroi (épaississement plus faible que pour Calcutta4). L’implication des polyphénols, de la callose, de la lignification des parois n’a pas été mise en évidence dans ce pathosystème. L’ensemble des résultats contribuent a une meilleure compréhension des processus d’interaction dans ce pathosystème considéré comme très complexe et réputé difficile a étudier

Ixodes ricinus est l’espèce de tique la plus abondante et ayant la plus vaste répartition géographique en Europe. Elle est le vecteur de nombreux agents pathogènes d’importance en santé publique et vétérinaire. Le remplacement des acaricides générant pollution environnementale et apparition croissante de résistances requiert le développement urgent de nouvelles stratégies de lutte efficaces contre les tiques et les agents pathogènes qu’elles transmettent. La découverte de telles stratégies passe nécessairement par une meilleure connaissance des interactions entre les tiques, leurs hôtes et les agents pathogènes transmis. La salive de tique, à l’interface de ces interactions, est un fluide essentiel pour ces arthropodes et possède notamment des propriétés protéolytiques, anticoagulantes, immunomodulatrices, analgésique, et anti-inflammatoires qui permettent à la tique de réaliser ses repas sanguins extrêmement longs. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la transmission des agents pathogènes et pour identifier de possibles candidats vaccinaux contre I. ricinus, une étude transcriptomique comparative entre des glandes salivaires infectées et non infectées par la bactérie Bartonella henselae a été antérieurement réalisée. Le transcrit le plus surexprimé suite à cette infection était IrSPI, un inhibiteur de sérine protéase de la famille des Kunitz. Les analyses fonctionnelles par ARN interférence ont montré l’implication de ce gène dans le gorgement et de l’infection des glandes salivaires par B. henselae. Ainsi, les travaux de thèse présentés ici ont concerné l’analyse structurelle, biochimique et fonctionnelle de IrSPI en tant que molécule impliquée dans les interactions tick-hôte-pathogène. Le premier objectif était de définir la structure et la séquence du gène IrSPI mais, malheureusement, bien que nos résultats aient permit des avancés sur cette question, nous n'avons pu obtenir la totalité de sa séquence. Dans un second temps, la dynamique d’expression d’IrSPI a été évaluée au cours du gorgement et de l’infection des tiques par différents agents pathogènes, montrant que son expression est induite par le repas sanguin, par des agents transmis par la tique mais pas par Escherichia coli, bactérie non transmise. De plus, nos résultats ont montré l’expression de IrSPI dans plusieurs organes de la tique, suggérant son implication dans diverses fonctions au sein de ce vecteur. Parmi elles, la mise en évidence d'une injection, par la salive, de la protéine à l'hôte vertébré nous a permis d'envisager un rôle sur les réponses de l'hôte à la piqûre de tique. Nos résultats n’ont montré aucune implication dans la voie extrinsèque de la coagulation ni dans la fibrinolyse, ni dans l’angiogenèse. En revanche, ils ont démontré que IrSPI inhibe la prolifération des lymphocytes TCD4+ sous stimulation monogénique quand chez des lymphocytes B non stimulés IRSPI, il induit une hausse de la prolifération. De plus IrSPI a montré une action négative significative sur la production de la majorité des cytokines et chimiokines pro-inflammatoires produites par les macrophages et les splénocytes. Ainsi, IrSPI, correspond à un des composants salivaires d’I. ricinus lui permettant de moduler la réponse immune de l’hôte pour lui permettre de prélever son repas sanguin tout en favorisant la transmission des agents pathogènes. Enfin, des résultats préliminaires dans l'identification des interactants de IrSPI à la fois chez la tique et l’hôte vertébré ouvre de nombreuses voies de recherche quant à la compréhension de ses fonctions
Ixodes ricinus tick species, the most abundant and widespread tick in Europe, is an important vector of pathogens affecting both animal and human health. To replace the use of acaricides that generate environmental contamination and resistances, new environmentally sustainable approaches providing broad protection against ticks and tick-borne pathogens (TBP) are urgently needed. Such development requires improved understanding of the biology of ticks and more particularly of their interactions with vertebrate hosts and TBP. Tick saliva is an essential biofluid for ticks, as its proteolytic, anticoagulant, immunomodulatory, analgesic and anti-inflammatory activities allow ticks to acquire their blood meal under optimal conditions. Moreover, injection of saliva during blood feeding represents the principal route by which TBP are transmitted to the host. To understand the molecular mechanisms involved in TBP transmission, as well as to identify putative vaccine candidates against I. ricinus, salivary glands from bacteria infected and uninfected ticks were previously compared by high throughput transcriptomics. The most up-regulated transcript following infection was IrSPI, which belongs to the Kunitz/BPTI inhibitor family. Functional analyses via RNAi knockdown experiments revealed that IrSPI enhances both blood feeding and bacterial burden in the salivary glands. This present PhD work concerns then the structural, biochemical and functional characterization of IrSPI as a molecule involved in tick-host-pathogen interactions. Our aim was first to define the structure of IrSPI gene but, unfortunately, while our results have led to progress on this issue, we have not been able to get the full sequence. Then, the dynamic of IrSPI expression was evaluated during both tick feeding and colonization of ticks by pathogens, showing that its expression is induced by blood feeding and TBP but not by Escherichia coli that is not transmitted by I. ricinus. In addition, our results shown the expression of IrSPI in several tick organs, suggesting its implication in several functions in tick physiology. Among them, the discovery of the injection of IrSPI, through the saliva, to the vertebrate host allowed us to consider a role in host responses to tick bite. Evaluation of IrSPI effect on host showed no impact on coagulation through extrinsic pathway, as determined by analysis of thrombin generation time and by fibrinolysis, or in angiogenesis. However, it inhibited the proliferation of mitogen-stimulated CD4+ lymphocytes and increased unstimulated-B cell proliferation. In addition, IrSPI also modulated cytokine production from macrophages and splenocytes, repressing significantly most of proinflammatory cytokines and chemokines. Thus, we demonstrated that IrSPI plays a role in modulating the host immune response during blood feeding. Finally, preliminary results in the identification of the protein’s interactants open many research perspectives for understanding how IrSPI acts in tick physiology and counteracts host responses to tick injury and pathogen transmission